1、PLC原理及應(yīng)用,第1章可編程序控制器概論,1.1PLC的發(fā)展、分類及應(yīng)用 1.2結(jié)構(gòu)和工作原理 1.3技術(shù)性能指標(biāo) 1.4編程語(yǔ)言,PLC原理及應(yīng)用,本章內(nèi)容包括：,l PLC的發(fā)展、分類及應(yīng)用 l結(jié)構(gòu)及工作原理 l主要技術(shù)性能指標(biāo) l常用編程語(yǔ)言,返回本章首頁(yè),PLC原理及應(yīng)用,1.1PLC的發(fā)展、分類及應(yīng)用,1.1.1產(chǎn)生 1.1.2發(fā)展 1.1.3特點(diǎn) 1.1.4分類 1.1.5應(yīng)用,返回本章首頁(yè),PLC原理及應(yīng)用,1.1.1產(chǎn)生,可編程序邏輯控制器PLC產(chǎn)生于1969年，最初只具備邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，主要是用來(lái)取代繼電接觸器控制。 現(xiàn)在所說的可編程序控制器PC（Program

2、mable Controller）是1980年以來(lái)，美、日、德等國(guó)由先前的可編程序邏輯控制器PLC進(jìn)一步發(fā)展而來(lái)。 1985年，國(guó)際電工委員會(huì)IEC對(duì)可編程序控制器作了如下規(guī)定：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,1.1.2發(fā)展,1. 發(fā)展及現(xiàn)狀 2. 發(fā)展趨勢(shì) （1）與計(jì)算機(jī)聯(lián)系密切 （2）發(fā)展多樣化 （3）模塊化 （4）網(wǎng)絡(luò)與通信能力增強(qiáng) （5）多樣化與標(biāo)準(zhǔn)化 （6）工業(yè)軟件發(fā)展迅速,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,1.1.3特點(diǎn),1. 可靠性高 2. 功能強(qiáng)大 3.簡(jiǎn)單方便,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,1.1.4分類,1. 從結(jié)

3、構(gòu)上 可編程序控制器從結(jié)構(gòu)上可分為整體式和模塊式。 2. 從規(guī)模上 按PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)可分為小型、中型和大型。,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,1.1.5應(yīng)用,1. 工業(yè) 1）開關(guān)量控制，如邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序等； 2）模擬量控制，部分PLC或功能模塊具有PID控制功能，可實(shí)現(xiàn)過程控制； 3）監(jiān)控，用PLC可構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理的監(jiān)控系統(tǒng)； 4）建立工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，為適應(yīng)復(fù)雜的控制任務(wù)且節(jié)省資源，可采用單級(jí)網(wǎng)絡(luò)或多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。 2. 其他行業(yè) 可編程序控制器在其他行業(yè)的應(yīng)用也日益廣泛：在國(guó)防和民用，如建筑，環(huán)保，家用電器等。,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,1.2結(jié)構(gòu)和工作原理,2.2.1結(jié)構(gòu) 2

4、.2.2工作原理,返回本章首頁(yè),PLC原理及應(yīng)用,1.2.1結(jié)構(gòu),PLC專為工業(yè)場(chǎng)合設(shè)計(jì)，采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要是由CPU、電源、存儲(chǔ)器和專門設(shè)計(jì)的輸入輸出接口電路等組成。圖2.1為一典型PLC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。,圖2.1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,PLC原理及應(yīng)用,1. 中央處理單元,中央處理單元（CPU）一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路都集成在一個(gè)芯片上。 CPU的主要功能： 1）從存儲(chǔ)器中讀取指令 2）執(zhí)行指令 3）順序取指令 4）處理中斷,PLC原理及應(yīng)用,2. 存儲(chǔ)器,1）只讀存儲(chǔ)器 2）隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM,PLC原理及應(yīng)用,3. 輸入輸出單元,（1）輸入接口電路 （2）輸出接口電路,PLC原理

5、及應(yīng)用,通常PLC的輸入類型可以是直流、交流和交直流。輸入電路的電源可由外部供給，有的也可由PLC內(nèi)部提供。圖2.2和圖2.3分別為一種型號(hào)PLC的直流和交流輸入接口電路的電路圖，采用的是外接電源。 圖2.2描述了一個(gè)輸入點(diǎn)的接口電路。其輸入電路的一次電路與二次電路用光耦合器相連，當(dāng)行程開關(guān)閉合時(shí)，輸入電路和一次電路接通，上面的發(fā)光管用于對(duì)外顯示，同時(shí)光耦合器中的發(fā)光管使三極管導(dǎo)通，信號(hào)進(jìn)入內(nèi)部電路，此輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位由0變?yōu)?。即輸入映像寄存器的對(duì)應(yīng)位由0變?yōu)?。,PLC原理及應(yīng)用,圖2.2 直流輸入電路圖,PLC原理及應(yīng)用,圖2.3交流輸入電路圖,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,1.2.2工作原

6、理,1. 循環(huán)掃描 PLC采用循環(huán)掃描工作方式，這個(gè)工作過程一般包括五個(gè)階段：內(nèi)部處理、與編程器等的通信處理、輸入掃描、用戶程序執(zhí)行、輸出處理，其工作過程如圖2.4所示。 圖2.4中當(dāng)PLC方式開關(guān)置于RUN（運(yùn)行）時(shí)，執(zhí)行所有階段；當(dāng)方式開關(guān)置于STOP（停止）時(shí)，不執(zhí)行后3個(gè)階段，此時(shí)可進(jìn)行通信處理，如對(duì)PLC聯(lián)機(jī)或離線編程。,PLC原理及應(yīng)用,圖2.4 工作原理圖,PLC原理及應(yīng)用,可編程序控制器的輸入處理、執(zhí)行用戶程序和輸出處理過程的原理如圖2.5所示。 PLC執(zhí)行的五個(gè)階段，稱為一個(gè)掃描周期，PLC完成一個(gè)周期后，又重新執(zhí)行上述過程，掃描周而復(fù)始地進(jìn)行。,PLC原理及應(yīng)用,圖2.5程

7、序執(zhí)行原理圖,PLC原理及應(yīng)用,2. 與計(jì)算機(jī)的異同,相同點(diǎn)： （1）基本結(jié)構(gòu)相同 （2）程序執(zhí)行原理相同 不同點(diǎn)： 兩者的不同點(diǎn)主要體現(xiàn)在工作方式上。,PLC原理及應(yīng)用,3. 與繼電接觸器的異同,相同點(diǎn)： 圖形結(jié)構(gòu)和邏輯關(guān)系相同。 不同點(diǎn)： （1）實(shí)現(xiàn)原理不同 （2）工作方式不同,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,1.3技術(shù)性能指標(biāo),1. 外形尺寸 2. 輸入輸出點(diǎn)數(shù) 3. 機(jī)器字長(zhǎng) 4. 速度 5. 指令系統(tǒng) 6. 存儲(chǔ)器容量 7. 擴(kuò)展性 8. 通信功能,返回本章首頁(yè),PLC原理及應(yīng)用,1.4編程語(yǔ)言,1. 梯形圖 2. 語(yǔ)句表 3. 邏輯符號(hào)圖 4. 高級(jí)語(yǔ)言,返回本章首頁(yè),PLC原理及應(yīng)用

8、,第3章 基本指令,3.1位操作類指令 3.2運(yùn)算指令 3.3其他數(shù)據(jù)處理指令 3.4表功能指令 3.5轉(zhuǎn)換指令,PLC原理及應(yīng)用,第2章S7-200可編程序控制器,2.1S系列PLC發(fā)展概述 2.2S7-200 PLC系統(tǒng)組成 2.3 編程元件及程序知識(shí) 2.4相關(guān)設(shè)備 2.5工業(yè)軟件,PLC原理及應(yīng)用,本章學(xué)習(xí)目的,本章以西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列小型可編程序控制器為例，介紹具體型號(hào)的PLC，內(nèi)容包括： lS系列PLC發(fā)展概述 lS7-200 可編程序控制器的系統(tǒng)組成 l編程元件及程序知識(shí) l相關(guān)設(shè)備 l常用工業(yè)軟件,返回本章首頁(yè),PLC原理及應(yīng)用,2.1S系列PLC發(fā)展概述,德國(guó)的

9、西門子（SIEMENS）公司是歐洲最大的電子和電氣設(shè)備制造商，生產(chǎn)的SIMATIC可編程序控制器在歐洲處于領(lǐng)先地位。其第一代可編程序控制器是1975年投放市場(chǎng)的SIMATIC S3系列的控制系統(tǒng)。 在1979年，微處理器技術(shù)被應(yīng)用到可編程序控制器中，產(chǎn)生了SIMATIC S5系列，取代了S3系列，之后在20世紀(jì)末又推出了S7系列產(chǎn)品。 最新的SIMATIC產(chǎn)品為SIMATIC S7、M7和C7等幾大系列。,返回本章首頁(yè),PLC原理及應(yīng)用,2.2S7-200 PLC系統(tǒng)組成,3.2.1系統(tǒng)基本構(gòu)成 3.2.2主機(jī)結(jié)構(gòu) 3.2.3掃描周期及工作方式 3.2.4輸入輸出擴(kuò)展 3.2.5主機(jī)性能指標(biāo),

10、返回本章首頁(yè),PLC原理及應(yīng)用,從CPU模塊的功能來(lái)看，SIMATIC S7-200系列小型可編程序控制器發(fā)展至今，大致經(jīng)歷了兩代： 第一代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU 21X，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，對(duì)第一代PLC產(chǎn)品不再作具體介紹。 第二代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU 22X，是在21世紀(jì)初投放市場(chǎng)的，速度快，具有較強(qiáng)的通信能力。它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226，除CPU 221之外，其他都可加擴(kuò)展模塊。,PLC原理及應(yīng)用,2.2.1系統(tǒng)基

11、本構(gòu)成,SIMATIC S7-200系統(tǒng)由硬件和工業(yè)軟件兩大部分構(gòu)成，如圖3.1所示。,圖3.1S7-200 PLC系統(tǒng)組成,PLC原理及應(yīng)用,系統(tǒng)基本構(gòu)成 1. 硬件 （1）基本單元 （2）擴(kuò)展單元 （3）特殊功能模塊 （4）相關(guān)設(shè)備 2. 工業(yè)軟件 工業(yè)軟件是為更好地管理和使用這些設(shè)備而開發(fā)的與之相配套的程序、文檔及其規(guī)則的總和，它主要由標(biāo)準(zhǔn)工具、工程工具、運(yùn)行軟件和人機(jī)接口等幾大類構(gòu)成。,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,2.2.2主機(jī)結(jié)構(gòu),1. 各CPU介紹及I/O系統(tǒng) （1）主機(jī)外形 SIMATIC S7-200系統(tǒng)CPU 22X系列PLC主機(jī)（CPU模塊）的外形如圖3.2所示：,圖3.2

12、S7-200主機(jī)外形,PLC原理及應(yīng)用,（2）基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn),輸出信號(hào)類型 電源輸出 基本I/O 存儲(chǔ)安全 高速反應(yīng) 模擬電位器 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 輸入輸出可擴(kuò)展性,PLC原理及應(yīng)用,4種CPU各有晶體管輸出和8繼電器輸出兩種類型，具有不同電源電壓和控制電壓。各類型的型號(hào)如表3.1所示。,表3.1CPU型號(hào),PLC原理及應(yīng)用,SIMATIC S7-200系統(tǒng)CPU 22X系列PLC主機(jī)及I/O特性如表3.2所示。,表3.2主機(jī)及I/O特性,PLC原理及應(yīng)用,2. 存儲(chǔ)系統(tǒng) （1）存儲(chǔ)系統(tǒng) （2）存儲(chǔ)器及使用 （3）存儲(chǔ)安全,PLC原理及應(yīng)用,圖3.3存儲(chǔ)系統(tǒng),PLC原理及應(yīng)用,表3.3存儲(chǔ)容量,PLC原

13、理及應(yīng)用,（2）存儲(chǔ)器及使用 上裝和下裝用戶程序 定義存儲(chǔ)器保持范圍 用程序永久保存數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器卡的使用,PLC原理及應(yīng)用,（3）存儲(chǔ)安全 1）主機(jī)CPU模塊內(nèi)部配備的EEPROM，上裝程序時(shí)，可自動(dòng)裝入并永久保存用戶程序、數(shù)據(jù)和CPU的組態(tài)數(shù)據(jù)。 2）用戶可以用程序?qū)⒋鎯?chǔ)在RAM中的數(shù)據(jù)備份到EEPROM存儲(chǔ)器。 3）主機(jī)CPU提供一個(gè)超級(jí)電容器，可使RAM中的程序和數(shù)據(jù)在斷電后保持幾天之久。 4）CPU提供一個(gè)可選的電池卡，可在斷電后超級(jí)電容器中的電量完全耗盡時(shí)，繼續(xù)為內(nèi)部RAM存儲(chǔ)器供電，以延長(zhǎng)數(shù)據(jù)所存的時(shí)間。 5）可選的存儲(chǔ)器卡可使用戶像使用計(jì)算機(jī)磁盤一樣來(lái)方便地備份和裝載程序和數(shù)據(jù)。

14、,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,2.2.3掃描周期及工作方式,1. 掃描周期 2. 工作方式 3. 改變CPU工作方式的方法,圖3.4CPU的掃描周期,PLC原理及應(yīng)用,1. 掃描周期,（1）輸入處理 （2）執(zhí)行程序 （3）處理通信請(qǐng)求 （4）執(zhí)行CPU自診斷測(cè)試 （5）寫數(shù)字輸出,PLC原理及應(yīng)用,2. 工作方式,（1）STOP方式 （2）RUN方式,PLC原理及應(yīng)用,3. 改變CPU工作方式的方法,1）用PLC上的方式開關(guān)來(lái)手動(dòng)切換，方式開關(guān)有3個(gè)擋位 。 2）用STEP 7-Micro/Win32編程軟件，應(yīng)首先把主機(jī)的方式開關(guān)置于TERM或RUN位置，然后在此軟件平臺(tái)用鼠標(biāo)單擊STOP和

15、RUN方式按鈕即可。 3）在用戶程序中用指令由RUN方式轉(zhuǎn)換到STOP方式，前提是程序邏輯允許中斷程序的執(zhí)行。,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,2.2.4輸入輸出擴(kuò)展,1. 設(shè)備連接 2. 最大I/O配置的預(yù)算 3. 輸入輸出及CPU組態(tài),PLC原理及應(yīng)用,1. 設(shè)備連接,圖3.5I/O擴(kuò)展示意圖,PLC原理及應(yīng)用,2. 最大I/O配置的預(yù)算,（1）映像寄存器數(shù)量 （2）電流提供 （3）模塊電流 （4）電流預(yù)算規(guī)則,PLC原理及應(yīng)用,（2）電流提供 各CPU所能提供的最大5VDC電流如表3.4所示。,PLC原理及應(yīng)用,（3）模塊電流CPU 22X可連接的各擴(kuò)展模塊消耗5VDC電流如表3.5所示。,

16、PLC原理及應(yīng)用,3. 輸入輸出及CPU組態(tài),（1）I/O點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展和編址 （2）設(shè)置輸入濾波 （3）設(shè)置脈沖捕捉 （4）輸出表配置 （5）定義存儲(chǔ)器保持范圍,PLC原理及應(yīng)用,例如，某一控制系統(tǒng)選用CPU 224，系統(tǒng)所需的輸入輸出點(diǎn)數(shù)各為：數(shù)字量輸入24點(diǎn)、數(shù)字量輸出20點(diǎn)、模擬量輸入6點(diǎn)、模擬量輸出2點(diǎn)。 本系統(tǒng)可有多種不同模塊的選取組合，表3.6所示為其中的一種可行的系統(tǒng)輸入輸出組態(tài)狀況。,PLC原理及應(yīng)用,若按表3.6的擴(kuò)展方式，各模塊在I/O鏈中的位置排列方式也可以有多種，圖3.6所示為其中的一種模塊連接形式。,圖3.6擴(kuò)展連接圖,PLC原理及應(yīng)用,S7-200 CPU為每個(gè)主機(jī)數(shù)字

17、量輸入提供了脈沖捕捉功能，它可以使主機(jī)能夠捕捉小于一個(gè)掃描周期的短脈沖，并將其保持到主機(jī)讀到這個(gè)信號(hào)，但前提是只有通過濾波器后，脈沖捕捉才有效。此外，在一個(gè)給定的掃描周期內(nèi)如果有不只一個(gè)脈沖，則只有第一個(gè)脈沖可以被捕捉到，幾種情況下的脈沖捕捉波形如圖3.7所示。,圖3.7脈沖捕捉波形圖,PLC原理及應(yīng)用,表3.722X主機(jī)主要技術(shù)指標(biāo),返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,2.2.5主機(jī)性能指標(biāo),S7-200 22X各主機(jī)的主要技術(shù)性能指標(biāo)如下表3.7所示。,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,2.3 編程元件及程序知識(shí),3.3.1編程元件及尋址 3.3.2指令系統(tǒng) 3.3.3編程語(yǔ)言 3.3.4 程序結(jié)構(gòu),返

18、回本章首頁(yè),PLC原理及應(yīng)用,2.3.1編程元件及尋址,1. 數(shù)據(jù)類型 2. 直接尋址方式 3間接尋址方式,PLC原理及應(yīng)用,1. 數(shù)據(jù)類型,（1）數(shù)據(jù)類型及范圍 SIMATIC S7-200系列PLC數(shù)據(jù)類型可以是布爾型、整型和實(shí)型（浮點(diǎn)數(shù)）。實(shí)數(shù)采用32位單精度數(shù)來(lái)表示，其數(shù)值有較大的表示范圍：正數(shù)為+1.175495E-38+3.402823E+38；負(fù)數(shù)為-1.175495E38-3.402823E+38。不同長(zhǎng)度的整數(shù)所表示的數(shù)值范如表3.8所示。,PLC原理及應(yīng)用,（2）常數(shù) 在編程中經(jīng)常會(huì)使用常數(shù)。常數(shù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可為字節(jié)、字和雙字，在機(jī)器內(nèi)部的數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制存儲(chǔ)，但常數(shù)的書寫可以用

19、二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制、ASCII碼或浮點(diǎn)數(shù)（實(shí)數(shù)）等多種形式。幾種常數(shù)形式分別如表3.9所示。,PLC原理及應(yīng)用,2. 直接尋址方式,（1）編址形式 按位尋址的格式為：Ax.y 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)另有一些元件是具有一定功能的硬件，由于元件數(shù)量很少，所以不用指出元件所在存儲(chǔ)區(qū)域的字節(jié)，而是直接指出它的編號(hào)。其尋址格式為：Ay 數(shù)據(jù)尋址格式為：ATx,PLC原理及應(yīng)用,（2）各元件介紹 輸入繼電器（I） 輸出繼電器（Q） 通用輔助繼電器（M） 特殊標(biāo)志繼電器（SM） 變量存儲(chǔ)器（V） 局部變量存儲(chǔ)器（L） 順序控制繼電器（S）,PLC原理及應(yīng)用,定時(shí)器（T） 計(jì)數(shù)器（C） 模擬量輸入映像寄存器（AI）、

20、模擬量輸出映像寄存器（AQ） 高速計(jì)數(shù)器（HC） 累加器（AC）,PLC原理及應(yīng)用,S7-200將編程元件統(tǒng)一歸為存儲(chǔ)器單元，存儲(chǔ)單元按字節(jié)進(jìn)行編址，無(wú)論所尋址的是何種數(shù)據(jù)類型，通常應(yīng)指出它在所在存儲(chǔ)區(qū)域和在區(qū)域內(nèi)的字節(jié)地址。每個(gè)單元都有惟一的地址，地址用名稱和編號(hào)兩部分組成，元件名稱（區(qū)域地址符號(hào)）如表3.10所示。,PLC原理及應(yīng)用,按位尋址的格式為：Ax.y 必須指定元件名稱、字節(jié)地址和位號(hào)，如圖3.8 所示。圖3.8中MSB表示最高位，LSB表示最低位。,圖3.8位尋址格式,PLC原理及應(yīng)用,3間接尋址方式,間接尋址方式是，數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)器或寄存器中，在指令中只出現(xiàn)所需數(shù)據(jù)所在單元的內(nèi)

21、存地址的地址。存儲(chǔ)單元地址的地址又稱為地址指針。這種間接尋址方式與計(jì)算機(jī)的間接尋址方式相同。間接尋址在處理內(nèi)存連續(xù)地址中的數(shù)據(jù)時(shí)非常方便，而且可以縮短程序所生成的代碼的長(zhǎng)度，使編程更加靈活。 用間接尋址方式存取數(shù)據(jù)需要作的工作有3種：建立指針、間接存取和修改指針。,PLC原理及應(yīng)用,（1）建立指針,建立指針必須用雙字傳送指令（MOVD），將存儲(chǔ)器所要訪問的單元的地址裝入用來(lái)作為指針的存儲(chǔ)器單元或寄存器，裝入的是地址而不是數(shù)據(jù)本身，格式如下： 例：MOVD&VB200,VD302 MOVD&MB10,AC2 MOVD&C2,LD14 注意：建立指針用MOVD指令。,PLC原理及應(yīng)用,（2）間接存

22、取,指令中在操作數(shù)的前面加“*”表示該操作數(shù)為一個(gè)指針。 下面兩條指令是建立指針和間接存取的應(yīng)用方法： MOVD&VB200，AC0 MOVW*AC0，AC1 若存儲(chǔ)區(qū)的地址及單元中所存的數(shù)據(jù)如下所示 執(zhí)行過程如下：,PLC原理及應(yīng)用,（3）修改指針,下面的兩條指令可以修改指針的用法： INCDAC0 INCDAC0 MOVW*AC0，AC1,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,2.3.2指令系統(tǒng),S7-200 系列PLC主機(jī)中有兩類基本指令集：SIMATIC指令集和IEC 1131-3指令集，程序員可以任選一種。提供了許多類型的指令以完成廣泛的自動(dòng)化任務(wù)。 SIMATIC指令集：是為S7-200系列

23、PLC設(shè)計(jì)的，本指令通常執(zhí)行時(shí)間短，而且可以用LAD、STL和FBD三種編程語(yǔ)言。 IEC 1131-3指令集是不同PLC廠家的指令標(biāo)準(zhǔn)，它不能使用STL編程語(yǔ)言。,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,2.3.3編程語(yǔ)言,1. 語(yǔ)句表 2. 梯形圖 3. 功能塊圖 4. 其他編程語(yǔ)言,PLC原理及應(yīng)用,1. 語(yǔ)句表,語(yǔ)句表（STL）語(yǔ)言類似于計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，特別適合于來(lái)自計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的工程人員。用指令助記符創(chuàng)建用戶程序，屬于面向機(jī)器硬件的語(yǔ)言，STEP 7 Micro/Win32的語(yǔ)句表如圖3.9所示。,圖3.9語(yǔ)句表舉例,PLC原理及應(yīng)用,2. 梯形圖,圖3.10梯形圖舉例,PLC原理及應(yīng)用,3.

24、功能塊圖,功能塊圖（FBD）的圖形結(jié)構(gòu)與數(shù)字電子電路的結(jié)構(gòu)極為相似，如下圖3.11所示。,PLC原理及應(yīng)用,4. 其他編程語(yǔ)言,SIMATIC工業(yè)軟件中的工程工具中為大型或中型PLC提供了許多高級(jí)編程工具，以下簡(jiǎn)要其中的幾種： （1）S7-SLC和 M7-Pro C/C+ （2）S7-GRAPH （3）S7-HiGraph （4）CFC,PLC原理及應(yīng)用,（1）S7-SLC和 M7-Pro C/C+,圖3.12SLC語(yǔ)言,S7-SLC的語(yǔ)言與PASCAL非常相似，如圖3.12所示。,PLC原理及應(yīng)用,（2）S7-GRAPH,圖3.13順序流程圖,PLC原理及應(yīng)用,（3）S7-HiGraph,它

25、借助于狀態(tài)圖來(lái)描述異步過程。用于裝置和過程，以及可能的轉(zhuǎn)移狀態(tài)的圖形描述。 本工具可基于系統(tǒng)框圖和流程圖直接進(jìn)行編程，程序結(jié)構(gòu)和過程清晰。 S7-HiGraph如圖3.14所示。,PLC原理及應(yīng)用,圖3.14 狀態(tài)圖,PLC原理及應(yīng)用,（4）CFC,CFC（連續(xù)功能圖）是在原來(lái)的CSF（控制系統(tǒng)流程圖）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它通過繪制過程控制流程圖，將各程序塊在版面上布置，然后將它們相互連接即可。 控制系統(tǒng)流程圖如圖3.15所示。,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,圖3.15 連續(xù)功能圖,PLC原理及應(yīng)用,2.3.4 程序結(jié)構(gòu),1. 用戶程序 （1）主程序 （2）子程序 （3）中斷處理程序 2. 數(shù)據(jù)

26、塊 3. 參數(shù)塊,PLC原理及應(yīng)用,如果編程使用的是手編器，主程序應(yīng)安排到程序的最前面。其他部分的位置安排沒有嚴(yán)格的順序，但習(xí)慣上把子程序安排在中斷程序的前面。如圖3.16所示。,圖3.16程序結(jié)構(gòu),返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,2.4相關(guān)設(shè)備,3.4.1手編器 3.4.2計(jì)算機(jī) 3.4.3人機(jī)界面 3.4.4特殊功能模塊,返回本章首頁(yè),PLC原理及應(yīng)用,2.4.1手編器,工業(yè)上用的各廠商的可編程序控制器的使用中，手編器曾是主要編程設(shè)備，后來(lái)出現(xiàn)了圖形輸入設(shè)備，又出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)編程軟件。通過通信設(shè)備，使PLC和計(jì)算機(jī)相連，用編程軟件可直接在計(jì)算機(jī)上編程，由于計(jì)算機(jī)的顯示器屏幕較大，對(duì)程序的編制和修

27、更加方便高效。但即使是現(xiàn)在，手編器的使用仍十分廣泛，特別是用小型和微型PLC實(shí)現(xiàn)的小規(guī)模系統(tǒng)。,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,2.4.2計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)包括個(gè)人計(jì)算機(jī)和工業(yè)計(jì)算機(jī)，在可編程序控制器系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，幾乎PLC系統(tǒng)從工程項(xiàng)目開發(fā)、編程、調(diào)試到系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)，計(jì)算機(jī)越來(lái)越成了不可缺少的工具。,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,2.4.3人機(jī)界面,1. 構(gòu)造特點(diǎn) 文本顯示區(qū)：可顯示兩行信息（每行20個(gè)字符）的液晶顯示LCD 。 按鍵：共有9個(gè)鍵 。 通信：通過TD/CPU電纜（通用RS232接口）可以提供可編程序控制器與TD 200的通信，同時(shí)可以提供TD的電源，而不必

28、再另接電源。 電源：如果不用TD/CPU通信電纜，可以通過面板右側(cè)的電源接口連接外部電源。,PLC原理及應(yīng)用,2. 主要功能 可以顯示從CPU主機(jī)讀出的信息（如讀取指令、數(shù)據(jù)、當(dāng)前值及狀態(tài)）；可以調(diào)整運(yùn)行中選定的程序變量；可以提供對(duì)輸入輸出點(diǎn)的強(qiáng)制功能；可以為實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)置日期和時(shí)間；支持多種語(yǔ)言形式的菜單和提示并支持中文。,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,2.4.4特殊功能模塊,1. 數(shù)字量擴(kuò)展模塊 2. 模擬量擴(kuò)展模塊 3. 熱電偶、熱電阻模塊 4. 通信擴(kuò)展模塊 5. 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接口模塊,PLC原理及應(yīng)用,1. 數(shù)字量擴(kuò)展模塊 數(shù)字量擴(kuò)展模塊主要有： EM221 數(shù)字量輸入模塊，24V，8輸入。

29、 EM222數(shù)字量輸出模塊，24V，8輸出。 EM223數(shù)字量混合模塊，24V。 2. 模擬量擴(kuò)展模塊 模擬量擴(kuò)展模塊主要有： EM231：4模擬輸入點(diǎn)，2W，12位。 EM232：2模擬輸出點(diǎn)，2W，12位。 EM235：4模擬輸入點(diǎn)，1模擬量輸出點(diǎn)，2W，12位。 3. 熱電偶、熱電阻模塊 EM231為1.8W，15位，模擬量輸入。,PLC原理及應(yīng)用,4. 通信擴(kuò)展模塊 EM277 PROFIBUS-DP模塊用于PLC現(xiàn)場(chǎng)總線通信連接。波特率可從960012M波特。 5. 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接口模塊 CP 243-2通信處理器是AS-I主站連接部件，專門用于S7-200 CPU 22x，連接的同時(shí)顯

30、著增加了S7-200可利用的I/O點(diǎn)數(shù)。,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,2.5工業(yè)軟件,3.5.1應(yīng)用和特點(diǎn) 3.5.2 工業(yè)軟件的類型,返回本章首頁(yè),PLC原理及應(yīng)用,2.5.1應(yīng)用和特點(diǎn),1. 應(yīng)用 它為自動(dòng)化工程項(xiàng)目的所有階段提供如下方便使用的功能：硬件和通信的規(guī)劃、配置和參數(shù)的賦值；用戶編程；文件編制；系統(tǒng)測(cè)試、起動(dòng)、服務(wù)；過程控制；歸檔。,PLC原理及應(yīng)用,2. 特點(diǎn) 采用多種標(biāo)準(zhǔn) 共享數(shù)據(jù)管理 工具系統(tǒng)集成化 開放化的系統(tǒng) 可重用的程序段 集成的診斷功能,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,2.5.2 工業(yè)軟件的類型,1. 標(biāo)準(zhǔn)工具 標(biāo)準(zhǔn)工具是SIMATIC S7/M7/C7自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行編

31、程的基礎(chǔ)，SIMATIC系列標(biāo)準(zhǔn)工具及其適用范圍如表3.12所示。,PLC原理及應(yīng)用,2. 工程工具 工程工具主要包括： 編程員用的高級(jí)語(yǔ)言； 技術(shù)專家用的圖形語(yǔ)言； 診斷、仿真、遠(yuǎn)程維護(hù)和工廠文件編制等用的輔助軟件。,PLC原理及應(yīng)用,3. 運(yùn)行軟件 運(yùn)行軟件種類很多，以下是幾個(gè)常用的運(yùn)行軟件： 1）SIMATIC S7的控制，例如：標(biāo)準(zhǔn)控制、模塊化和模糊控制系列軟件； 2）將自動(dòng)化系統(tǒng)連接到Windows應(yīng)用程序的程序接口工具； 3）SIMATIC M7的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。,PLC原理及應(yīng)用,4. 人機(jī)接口 人機(jī)接口包括： 操作員面板和系統(tǒng)組態(tài)用的軟件，如Protool和Protool/Lif

32、e等； 用于過程診斷的可選軟件包ProAgent； Windows 95/NT用的高性能可視化工具系統(tǒng)WinCC。,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,本章學(xué)習(xí)目的,l位操作類指令，主要是位操作及運(yùn)算指令，與時(shí)也包含與位操作密切相關(guān)的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令等。 l運(yùn)算指令，包括常用的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算指令。 l其他數(shù)據(jù)處理類，包括數(shù)據(jù)的傳送、移位、填充和交換等指令。 l 表功能指令，包括對(duì)表的存取和查找指令。 l 轉(zhuǎn)換指令，包括數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換、碼轉(zhuǎn)換和字符轉(zhuǎn)換指令。,返回本章首頁(yè),PLC原理及應(yīng)用,3.1位操作類指令,3.1.1指令使用概述 3.1.2基本邏輯指令 3.1.3復(fù)雜邏輯指令 3.1.4定時(shí)器指

33、令 3.1.5計(jì)數(shù)器指令 3.1.6比較,返回本章首頁(yè),PLC原理及應(yīng)用,3.1.1指令使用概述,1. 主機(jī)的有效編程范圍 存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量及各編程元件的有效編程范圍如右表4.1所示。,PLC原理及應(yīng)用,許多指令中含有操作數(shù)，操作數(shù)的有效編址范圍如表4.2所示。,PLC原理及應(yīng)用,（1）指令例 整數(shù)加法 +I，整數(shù)加法指令。使能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)單字長(zhǎng)（16位）的符號(hào)整數(shù)IN1和IN2相加，產(chǎn)生一個(gè)16位整數(shù)結(jié)果輸出（OUT）。 在LAD和FBD中，以指令盒形式編程。指令盒的執(zhí)行結(jié)果：IN1+IN2=OUT 在STL中，執(zhí)行結(jié)果：IN1+OUT=OUT IN1和IN2的尋址范圍：VW、IW、Q

34、W、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。 OUT的尋址范圍：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC、*VD、*AC和*LD。,PLC原理及應(yīng)用,本指令影響的特殊存儲(chǔ)器位：SM1.0（零）；SM1.1（溢出）；SM1.2（負(fù)） 使能流輸出ENO斷開的出錯(cuò)條件：SM1.1（溢出）；SM4.3（運(yùn)行時(shí)間）；0006（間接尋址） 指令格式： +IIN1, OUT,PLC原理及應(yīng)用,例： +IVW0, VW4 本指令在梯形圖和語(yǔ)句表中的編程如圖4.1所示。,圖4.1整數(shù)加法,PLC原理及應(yīng)用,3. 梯形圖的基本繪制規(guī)則 （1）Network （

35、2）能流/使能 （3）編程順序 （4）編號(hào)分配 （5）內(nèi)、外觸點(diǎn)的配合 （6）觸點(diǎn)的使用次數(shù) （7）線圈的使用次數(shù) （8）線圈的連接,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,3.1.2基本邏輯指令,基本邏輯指令在語(yǔ)句表語(yǔ)言中是指對(duì)位存儲(chǔ)單元的簡(jiǎn)單邏輯運(yùn)算，在梯形圖中是指對(duì)觸點(diǎn)的簡(jiǎn)單連接和對(duì)標(biāo)準(zhǔn)線圈的輸出。 一般來(lái)說，語(yǔ)句表語(yǔ)言更適合于熟悉可編程序控制器和邏輯編程方面有經(jīng)驗(yàn)的編程人員。用這種語(yǔ)言可以編寫出用梯形圖或功能框圖無(wú)法實(shí)現(xiàn)的程序。選擇語(yǔ)句表時(shí)進(jìn)行位運(yùn)算要考慮主機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。,PLC原理及應(yīng)用,可編程序控制器中的堆棧與計(jì)算機(jī)中的堆棧結(jié)構(gòu)相同，堆棧是一組能夠存儲(chǔ)和取出數(shù)據(jù)的暫時(shí)存儲(chǔ)單元。堆棧的存取特

36、點(diǎn)是“后進(jìn)先出”，S7-200可編程序控制器的主機(jī)邏輯堆棧結(jié)構(gòu)如表4.3所示。,PLC原理及應(yīng)用,1. 標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令,（1）LD：裝入常開觸點(diǎn)（LoaD） （2）LDN：裝入常閉觸點(diǎn)（LoaD Not） （3）A：與常開觸點(diǎn)（And） （4）AN：與常閉觸點(diǎn)（And Not）。 （5）O：或常閉觸點(diǎn)（Or） （6）ON：或常閉觸點(diǎn)（Or Not） （7）NOT：觸點(diǎn)取非（輸出反相） （8）= ：輸出指令,PLC原理及應(yīng)用,在語(yǔ)句表中，LD、LDN、A、AN、O、ON、NOT這幾條指令的執(zhí)行對(duì)邏輯堆棧的影響分別如表4.4、表4.5其后的說明。,PLC原理及應(yīng)用,表4.5指令A(yù)I0.2的執(zhí)行,PL

37、C原理及應(yīng)用,程序?qū)嵗?本程序段用以介紹標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令在梯形圖、語(yǔ)句表和功能塊圖3種語(yǔ)言編程中的應(yīng)用，仔細(xì)比較不同編程工具的區(qū)別與聯(lián)系。 其梯形圖和語(yǔ)句表程序結(jié)構(gòu)如圖4.2所示。,圖4.2標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)LAD和STL例,PLC原理及應(yīng)用,本程序?qū)?yīng)的功能框圖如圖4.3所示。在功能框圖中，常閉觸點(diǎn)的裝入和串并聯(lián)用指令盒的對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)端加圓圈來(lái)表示。 程序執(zhí)行的時(shí)序圖如圖4.4所示。,圖4.3標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)FBD例,2. 正負(fù)跳變指令,PLC原理及應(yīng)用,圖4. 4時(shí)序圖,PLC原理及應(yīng)用,負(fù)跳變觸點(diǎn)檢測(cè)到脈沖的每一次負(fù)跳變后，產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖。 指令格式：ED （無(wú)操作數(shù)） 應(yīng)用舉例：圖4.5是跳變指令的程序

38、片斷。圖4.6是圖4.5指令執(zhí)行的時(shí)序。,PLC原理及應(yīng)用,圖4.5跳變應(yīng)用,PLC原理及應(yīng)用,圖4.6時(shí)序,PLC原理及應(yīng)用,（1）S，置位指令 （2）R，復(fù)位指令 置位即置1，復(fù)位即置0。置位和復(fù)位指令可以將位存儲(chǔ)區(qū)的某一位開始的一個(gè)或多個(gè)（最多可達(dá)255個(gè)）同類存儲(chǔ)器位置1或置0。這兩條指令在使用時(shí)需指明三點(diǎn)：操作性質(zhì)、開始位和位的數(shù)量。各操作數(shù)類型及范圍如表4.6所示。,3. 置位和復(fù)位指令,PLC原理及應(yīng)用,（1）S，置位指令 將位存儲(chǔ)區(qū)的指定位（位bit）開始的N個(gè)同類存儲(chǔ)器位置位。 用法：Sbit,N 例：SQ0.0,1,PLC原理及應(yīng)用,（2）R，復(fù)位指令 將位存儲(chǔ)區(qū)的指定位（

39、位bit）開始的N個(gè)同類存儲(chǔ)器位復(fù)位。當(dāng)用復(fù)位指令時(shí)，如果是對(duì)定時(shí)器T位或計(jì)數(shù)器C位進(jìn)行復(fù)位，則定時(shí)器位或計(jì)數(shù)器位被復(fù)位，同時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值被清零。 用法：Rbit,N 例：RQ0.2,3 應(yīng)用舉例：圖4.7為置位和復(fù)位指令應(yīng)用程序片斷。,PLC原理及應(yīng)用,圖4.7置位復(fù)位,PLC原理及應(yīng)用,本程序?qū)?yīng)的時(shí)序圖如圖4.8所示。,圖4.8時(shí)序圖,PLC原理及應(yīng)用,4. 立即指令,（1）立即觸點(diǎn)指令 （2）=I，立即輸出指令 （3）SI，立即置位指令 （4）RI，立即復(fù)位指令,PLC原理及應(yīng)用,（1）立即觸點(diǎn)指令 在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令的后面加“I”。指令執(zhí)行時(shí)，立即讀取物理輸入點(diǎn)的值，但是

40、不刷新對(duì)應(yīng)映像寄存器的值。 這類指令包括：LDI、LDNI、AI、ANI、OI和ONI。下面以LDI指令為例。 用法：LDIbit 例：LDII0.2 注意：bit只能是I類型。,PLC原理及應(yīng)用,（2）=I，立即輸出指令 用立即指令訪問輸出點(diǎn)時(shí)，把棧頂值立即復(fù)制到指令所指出的物理輸出點(diǎn)，同時(shí)，相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。 用法：=Ibit 例：=IQ0.2 注意：bit只能是Q類型。,PLC原理及應(yīng)用,（3）SI，立即置位指令 用立即置位指令訪問輸出點(diǎn)時(shí)，從指令所指出的位（bit）開始的N個(gè)（最多為128個(gè)）物理輸出點(diǎn)被立即置位，同時(shí)，相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。 用法：SI

41、bit,N 例：SIQ0.0,2 注意：bit只能是Q類型。SI和RI指令的操作數(shù)類型及范圍如表4.7所示。,PLC原理及應(yīng)用,（4）RI，立即復(fù)位指令 用立即復(fù)位指令訪問輸出點(diǎn)時(shí)，從指令所指出的位（bit）開始的N個(gè)（最多為128個(gè)）物理輸出點(diǎn)被立即復(fù)位，同時(shí)，相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。 用法：RIbit,N 例：RIQ0.0,1 應(yīng)用舉例： 圖4.9為立即指令應(yīng)用中的一段程序，圖4.10是程序?qū)?yīng)的時(shí)序圖。,PLC原理及應(yīng)用,圖4.9立即指令程序,PLC原理及應(yīng)用,圖4.10時(shí)序圖,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,3.1.3復(fù)雜邏輯指令,1. 棧裝載與指令 2. 棧裝載或指令 3.

42、邏輯推入棧指令 4. 邏輯彈出棧指令 5. 邏輯讀棧指令 6. 裝入堆棧指令,PLC原理及應(yīng)用,1. 棧裝載與指令,ALD，棧裝載與指令（與塊）。在梯形圖中用于將并聯(lián)電路塊進(jìn)行串聯(lián)連接。 在語(yǔ)句表中指令A(yù)LD執(zhí)行情況如表4.8所示。,PLC原理及應(yīng)用,OLD，棧裝載或指令（或塊）。在梯形圖中用于將串聯(lián)電路塊進(jìn)行并聯(lián)連接。 在語(yǔ)句表中指令OLD執(zhí)行情況如表4.9所示。,2. 棧裝載或指令,PLC原理及應(yīng)用,LPS，邏輯推入棧指令（分支或主控指令）。在梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中，用于生成一條新的母線，左側(cè)為主控邏輯塊時(shí)，第一個(gè)完整的從邏輯行從此處開始。 注意：使用LPS指令時(shí)，本指令為分支的開始，以后必

43、須有分支結(jié)束指令LPP。即LPS與LPP指令必須成對(duì)出現(xiàn)。 在語(yǔ)句表中指令LPS執(zhí)行情況如下表4.10所示。,3. 邏輯推入棧指令,PLC原理及應(yīng)用,4. 邏輯彈出棧指令,LPP，邏輯彈出棧指令（分支結(jié)束或主控復(fù)位指令）。在梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中，用于將LPS指令生成一條新的母線進(jìn)行恢復(fù)。 注意：使用LPP指令時(shí)，必須出現(xiàn)在LPS的后面，與LPS成對(duì)出現(xiàn)。 在語(yǔ)句表中指令LPP執(zhí)行情況如下表4.11所示。,PLC原理及應(yīng)用,5. 邏輯讀棧指令,LRD，邏輯讀棧指令。在梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中，當(dāng)左側(cè)為主控邏輯塊時(shí)，開始第二個(gè)和后邊更多的從邏輯塊。 在語(yǔ)句表中指令LRD 執(zhí)行情況如表4.12所示。,P

44、LC原理及應(yīng)用,6. 裝入堆棧指令,LDS，裝入堆棧指令。本指令編程時(shí)較少使用。 指令格式：LDSn （n為08的整數(shù)） 例：LDS4 指令LDS4 在語(yǔ)句表中執(zhí)行情況如下表4.13所示。,PLC原理及應(yīng)用,應(yīng)用舉例： 圖4.11是復(fù)雜邏輯指令在實(shí)際應(yīng)用中的一段程序的梯形圖。,圖4.11復(fù)雜邏輯指令的應(yīng)用,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,3.1.4定時(shí)器指令,系統(tǒng)提供3種定時(shí)指令：TON、TONR和TOF。 精度等級(jí)： S7-200定時(shí)器的精度（時(shí)間增量/時(shí)間單位/分辨率）有3 個(gè)等級(jí)：1ms、10ms和100ms，精度等級(jí)和定時(shí)器號(hào)關(guān)系如表4.14所示。,PLC原理及應(yīng)用,指令操作數(shù),1）編號(hào)：

45、 2）預(yù)設(shè)值PT： 3）使能輸入（只對(duì)LAD和FBD）：,PLC原理及應(yīng)用,1. 接通延時(shí)定時(shí)器,TON，接通延時(shí)定時(shí)器指令。用于單一間隔的定時(shí)。上電周期或首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。使能輸入接通時(shí)，定時(shí)器位為OFF，當(dāng)前值從0開始計(jì)數(shù)時(shí)間，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器位ON，當(dāng)前值連續(xù)計(jì)數(shù)到32767。使能輸入斷開，定時(shí)器自動(dòng)復(fù)位，即定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。 指令格式：TONTxxx，PT 例：TONT120，8,PLC原理及應(yīng)用,2. 有記憶接通延時(shí)定時(shí)器,TONR，有記憶接通延時(shí)定時(shí)器指令。用于對(duì)許多間隔的累計(jì)定時(shí)。上電周期或首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值保持。使能輸入接通

46、時(shí)，定時(shí)器位為OFF，當(dāng)前值從0開始計(jì)數(shù)時(shí)間。使能輸入斷開，定時(shí)器位和當(dāng)前值保持最后狀態(tài)。使能輸入再次接通時(shí)，當(dāng)前值從上次的保持值繼續(xù)計(jì)數(shù)，當(dāng)累計(jì)當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器位ON，當(dāng)前值連續(xù)計(jì)數(shù)到32767。 TONR定時(shí)器只能用復(fù)位指令進(jìn)行復(fù)位操作。 指令格式：TONRTxxx，PT 例： TONRT20，63,PLC原理及應(yīng)用,3. 斷開延時(shí)定時(shí)器,TOF，斷開延時(shí)定時(shí)器指令。用于斷開后的單一間隔定時(shí)。上電周期或首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。使能輸入接通時(shí)，定時(shí)器位為ON，當(dāng)前值為0。當(dāng)使能輸入由接通到斷開時(shí)，定時(shí)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值，停

47、止計(jì)數(shù)。 TOF復(fù)位后，如果使能輸入再有從ON到OFF的負(fù)跳變，則可實(shí)現(xiàn)再次啟動(dòng)。 指令格式：TOFTxxx，PT 例： TOFT35，6,PLC原理及應(yīng)用,4. 應(yīng)用舉例,例1：圖4.12是介紹3種定時(shí)器的工作特性的程序片斷，其中T35為通電延時(shí)定時(shí)器，T2為有記憶通電延時(shí)定時(shí)器，T36為斷電延時(shí)定時(shí)器。,PLC原理及應(yīng)用,圖4.12定時(shí)器特性,PLC原理及應(yīng)用,本梯形圖程序中輸入輸出執(zhí)行時(shí)序關(guān)系如圖4.13所示。,圖4.13定時(shí)器時(shí)序,PLC原理及應(yīng)用,例2：用TON構(gòu)造各種類型的時(shí)間繼電器觸點(diǎn)。 有的廠商的PLC只有TON定時(shí)器，因此，在這種情況下可以利用TON來(lái)構(gòu)造斷電延時(shí)型的各種觸點(diǎn)

48、。 圖4.14是用TON構(gòu)造TOF作用的觸點(diǎn)。其時(shí)序圖與TOF的時(shí)序完全相同。 圖4.15用通電延時(shí)定時(shí)器與輸出繼電器組成帶瞬動(dòng)觸點(diǎn)的定時(shí)器。 圖4.16是利用常開觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)通電和斷電都延時(shí)的觸點(diǎn)作用。 本程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：用輸入端I0.0控制輸出端Q0.0，當(dāng)I0.0接通后，過3個(gè)時(shí)間單位Q0.0端輸出接通，當(dāng)I0.0斷開后，過6個(gè)時(shí)間單位Q0.0斷開。,PLC原理及應(yīng)用,圖4.14定時(shí)器應(yīng)用,PLC原理及應(yīng)用,圖4.14定時(shí)器應(yīng)用,PLC原理及應(yīng)用,圖4.15定時(shí)器應(yīng)用,PLC原理及應(yīng)用,圖4.16定時(shí)器應(yīng)用,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,3.1.5計(jì)數(shù)器指令,1. 概 述 2. 增計(jì)數(shù)器 3

49、. 增減計(jì)數(shù)器 4. 減計(jì)數(shù)器 5. 應(yīng)用舉例,PLC原理及應(yīng)用,1. 概述,計(jì)數(shù)器用來(lái)累計(jì)輸入脈沖的次數(shù)。計(jì)數(shù)器也是由集成電路構(gòu)成，是應(yīng)用非常廣泛的編程元件，經(jīng)常用來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)。 計(jì)數(shù)器指令有3種：增計(jì)數(shù)CTU、增減計(jì)數(shù)CTUD和減計(jì)數(shù)CTD。 指令操作數(shù)有4方面：編號(hào)、預(yù)設(shè)值、脈沖輸入和復(fù)位輸入。,PLC原理及應(yīng)用,圖4.18電機(jī)順序起動(dòng),PLC原理及應(yīng)用,2. 增計(jì)數(shù)器,CTU，增計(jì)數(shù)器指令。首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。脈沖輸入的每個(gè)上升沿，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)1次，當(dāng)前值增加1個(gè)單位，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)數(shù)器位ON，當(dāng)前值繼續(xù)計(jì)數(shù)到32767停止計(jì)數(shù)。復(fù)位輸入有效或執(zhí)行復(fù)位指令，

50、計(jì)數(shù)器自動(dòng)復(fù)位，即計(jì)數(shù)器位OFF，當(dāng)前值為0。 指令格式：CTUCxxx，PV 例：CTUC20，3 程序?qū)嵗?圖4.19為增計(jì)數(shù)器的程序片斷和時(shí)序圖。,PLC原理及應(yīng)用,圖4.19增計(jì)數(shù)程序及時(shí)序,PLC原理及應(yīng)用,3. 增減計(jì)數(shù)器,CTUD，增減計(jì)數(shù)器指令。有兩個(gè)脈沖輸入端：CU輸入端用于遞增計(jì)數(shù)，CD輸入端用于遞減計(jì)數(shù)。 指令格式：CTUDCxxx，PV 例： CTUDC30，5 程序?qū)嵗喝鐖D4.20所示為增減計(jì)數(shù)器的程序片斷和時(shí)序圖。,PLC原理及應(yīng)用,圖4.20增減計(jì)數(shù)程序及時(shí)序,PLC原理及應(yīng)用,4. 減計(jì)數(shù)器,CTD，增減計(jì)數(shù)器指令。脈沖輸入端CD用于遞減計(jì)數(shù)。首次掃描，定時(shí)

51、器位OFF，當(dāng)前值為等于預(yù)設(shè)值PV。計(jì)數(shù)器檢測(cè)到CD輸入的每個(gè)上升沿時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值減小1個(gè)單位，當(dāng)前值減到0時(shí)，計(jì)數(shù)器位ON。 復(fù)位輸入有效或執(zhí)行復(fù)位指令，計(jì)數(shù)器自動(dòng)復(fù)位，即計(jì)數(shù)器位OFF，當(dāng)前值復(fù)位為預(yù)設(shè)值，而不是0。 指令格式：CTDCxxx，PV 例： CTDC40，4 程序?qū)嵗簣D4.21為減計(jì)數(shù)器的程序片斷和時(shí)序圖。,PLC原理及應(yīng)用,圖4.21減計(jì)數(shù)程序及時(shí)序,PLC原理及應(yīng)用,5. 應(yīng)用舉例,1）循環(huán)計(jì)數(shù)。 以上三種類型的計(jì)數(shù)器如果在使用時(shí)，將計(jì)數(shù)器位的常開觸點(diǎn)作為復(fù)位輸入信號(hào)，則可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)計(jì)數(shù)。 2）用計(jì)數(shù)器和定時(shí)器配合增加延時(shí)時(shí)間，如圖4.22所示。試分析以下程序中實(shí)際延

52、時(shí)為多長(zhǎng)時(shí)間。,PLC原理及應(yīng)用,圖4.22計(jì)數(shù)器應(yīng)用例,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,3.1.6比較,1. 字節(jié)比較 2. 整數(shù)比較 3. 雙字整數(shù)比較 4. 實(shí)數(shù)比較 5. 應(yīng)用舉例,PLC原理及應(yīng)用,1. 字節(jié)比較,字節(jié)比較用于比較兩個(gè)字節(jié)型整數(shù)值IN1和IN2的大小，字節(jié)比較是無(wú)符號(hào)的。比較式可以是LDB、AB或OB后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。 如：LDB=、AB、OB= 等。 整數(shù)IN1和IN2的尋址范圍：VB、IB、QB、MB、SB、SMB、LB、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。 指令格式例： LDB=VB10,VB12 ABMB0,MB1 OB=AC1,116,PLC原理及應(yīng)用,2. 整

53、數(shù)比較,整數(shù)比較用于比較兩個(gè)一字長(zhǎng)整數(shù)值IN1和IN2的大小，整數(shù)比較是有符號(hào)的（整數(shù)范圍為16#8000和16#7FFF之間）。比較式可以是LDW、AW或OW后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。 如：LDW=、AW、OW= 等。 整數(shù)IN1和IN2的尋址范圍：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。 指令格式例： LDW=VW10,VW12 AWMW0,MW4 OW=AC2,1160,PLC原理及應(yīng)用,3. 雙字整數(shù)比較,雙字整數(shù)比較用于比較兩個(gè)雙字長(zhǎng)整數(shù)值IN1和IN2的大小，雙字整數(shù)比較是有符號(hào)的（雙字整數(shù)范圍為16#80000000和16#7

54、FFFFFFF之間）。 指令格式例： LDD=VD10,VD14 ADMD0,MD8 OD=HC0,*AC0,PLC原理及應(yīng)用,4. 實(shí)數(shù)比較,實(shí)數(shù)比較用于比較兩個(gè)雙字長(zhǎng)實(shí)數(shù)值IN1和IN2的大小，實(shí)數(shù)比較是有符號(hào)的（負(fù)實(shí)數(shù)范圍為-1.175495E-38和-3.402823E+38，正實(shí)數(shù)范圍為+1.175495E-38和+3.402823E+38）。比較式可以是LDR、AR或OR后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。 指令格式例： LDR=VD10,VD18 ARMD0,MD12 OR*AC1,VD100,PLC原理及應(yīng)用,5. 應(yīng)用舉例,控制要求： 一自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)存放某種貨物，最多6000箱，需對(duì)所存的貨

55、物進(jìn)出計(jì)數(shù)。貨物多于1000箱，燈L1亮；貨物多于5000箱，燈L2亮。 其中，L1和L2分別受Q0.0和Q0.1控制，數(shù)值1000和5000分別存儲(chǔ)在VW20和VW30字存儲(chǔ)單元中。 本控制系統(tǒng)的程序如圖4.23所示。程序執(zhí)行時(shí)序如圖4.24所示。,PLC原理及應(yīng)用,圖4.23程序舉例,PLC原理及應(yīng)用,圖4.24時(shí)序圖,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,3.2運(yùn)算指令,4.2.1 加法 4.2.2減法 4.2.3乘法 4.2.4除法 4.2.5 數(shù)學(xué)函數(shù)指令 4.2.6增減 4.2.7 邏輯運(yùn)算,返回本章首頁(yè),PLC原理及應(yīng)用,3.2.1 加法,1. 整數(shù)加法 +I，整數(shù)加法指令。使能輸入有效時(shí)

56、，將兩個(gè)單字長(zhǎng)（16位）的符號(hào)整數(shù)IN1和IN2相加，產(chǎn)生一個(gè)16位整數(shù)結(jié)果OUT。,PLC原理及應(yīng)用,圖4.25整數(shù)加法例,PLC原理及應(yīng)用,2. 雙整數(shù)加法 +D，雙整數(shù)加法指令。使能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）的符號(hào)雙整數(shù)IN1和IN2相加，產(chǎn)生一個(gè)32位雙整數(shù)結(jié)果OUT。 在LAD和FBD中，以指令盒形式編程，執(zhí)行結(jié)果：IN1+IN2=OUT。 在STL中，執(zhí)行結(jié)果：IN1+OUT=OUT。 OUT的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。 指令格式：+DIN1， OUT 例：+DVD0，VD4,PLC原理及應(yīng)用,+R，實(shí)數(shù)加法指令。使

57、能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）的實(shí)數(shù)IN1和IN2相加，產(chǎn)生一個(gè)32位實(shí)數(shù)結(jié)果OUT。 在LAD和FBD中，以指令盒形式編程，執(zhí)行結(jié)果：IN1+IN2=OUT。 OUT的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。 本指令影響的特殊存儲(chǔ)器位：SM1.0（零）；SM1.1（溢出）；SM1.2（負(fù)）。,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,3.2.2減法,減法指令是對(duì)有符號(hào)數(shù)進(jìn)行相減操作。包括：整數(shù)減法、雙整數(shù)減法和實(shí)數(shù)減法。這三種減法指令與所對(duì)應(yīng)的加法指令除運(yùn)算法則不同之外，其他方面基本相同。,PLC原理及應(yīng)用,在LAD和FBD中，以指令盒形式編程，執(zhí)行結(jié)果：

58、IN1-IN2=OUT。 在STL中，執(zhí)行結(jié)果： OUT- IN2=OUT。 指令格式：-IIN2,OUT（整數(shù)減法） -DIN2,OUT（雙整數(shù)減法） -RIN2,OUT（實(shí)數(shù)減法） 例：-IAC0,VW4,返回本節(jié),PLC原理及應(yīng)用,3.2.3乘法,*I，整數(shù)乘法指令。使能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)單字長(zhǎng)（16位）的符號(hào)整數(shù)IN1和IN2相乘，產(chǎn)生一個(gè)16位整數(shù)結(jié)果OUT。,指令格式：*IIN1，OUT 例：*IVW0，AC0,1. 整數(shù)乘法,PLC原理及應(yīng)用,2. 完全整數(shù)乘法,MUL，完全整數(shù)乘法指令。使能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)單字長(zhǎng)（16位）的符號(hào)整數(shù)IN1和IN2相乘，產(chǎn)生一個(gè)32位雙整數(shù)結(jié)果

59、OUT。 在LAD和FBD中，以指令盒形式編程，執(zhí)行結(jié)果：IN1*IN2=OUT。 OUT的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。 本指令影響的特殊存儲(chǔ)器位：SM1.0（零）；SM1.1（溢出）；SM1.2（負(fù)）；SM1.3（被0除）。 指令格式：MULIN1，OUT 例：MULAC0，VD10,PLC原理及應(yīng)用,3. 雙整數(shù)乘法,*D，雙整數(shù)乘法指令。使能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）的符號(hào)整數(shù)IN1和IN2相乘，產(chǎn)生一個(gè)32位雙整數(shù)結(jié)果OUT。 在STL中，執(zhí)行結(jié)果：IN1*OUT=OUT。 IN1和IN2的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、HC、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。 OUT的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。 本指令影響的特殊存儲(chǔ)器位：SM1.0（零）；SM1.1（溢出）；SM1.2（負(fù)）；SM1.3（被0除）。 指令格式：*DIN1，OUT 例：*DVD0，AC0,PLC原理及應(yīng)用,4. 實(shí)數(shù)乘法,*R，實(shí)數(shù)乘法指令。使能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）的實(shí)數(shù)IN1和IN2相乘，產(chǎn)生一個(gè)32位實(shí)數(shù)結(jié)果OUT。